在簡陋的條件下,冶鐵通常都使用小型高爐,隻要高爐性能穩定,就可以煉出比較純淨的鐵,成為鋼原料。
煉鐵的主要原料是:鐵礦石、焦炭和石灰;將鐵礦石、焦炭、石灰石按一定比例分配成爐料,從爐頂進料口分批加入爐內,同時把預熱過的空氣,從爐腹底部的進風口鼓入爐內。
因為熱空氣由下上升,爐料由上下落,它們在爐內能夠充分接觸,使反應得以順利進行。同時,又能使爐料逐步預熱,使熱量得以充分利用;在進風口附近,焦炭遇熱空氣燃燒,而生成二氧化碳,並放出大量的熱。
二氧化碳氣體上升,跟熾熱的焦炭反應,生成一氧化碳。一氧化碳氣體又上升,跟從爐頂不斷裝入並逐步下降的鐵礦石接觸,在爐身中部,絕大部分鐵氧化物被一氧化碳還原成鐵。
在冶煉過程中,混在鐵礦石裏的錳、矽、硫、磷等元素,也會被碳或一氧化碳從它們的化合物中還原出來。
少量的碳、錳、矽、硫、磷等在高溫下熔合在鐵裏,成為生鐵,生鐵的熔點(大約是1200攝氏度)要比純鐵的熔點(1535攝氏度)低得多。
鐵礦石裏除了鐵的氧化物,,還含有難熔化的脈石,如果不把它們除去,就會影響生鐵的冶煉,加入石灰石是作為溶劑,用來除去脈石。
因為,石灰石在高溫下,分解出的氧化鈣,能跟脈石裏的二氧化矽起化學反應,生成熔點較低的矽酸鈣,從礦石裏分離出來。
小高爐,曾經遍布華夏,因為產能效率底下,高度汙染環境,逐步被國家大型煉鋼廠取代,完全退出市場。
不過,想弄一套,也不困難,現在市場上仍然有小型高爐,都是技術非常先進的特殊冶金高爐,用於冶煉貴重金屬礦石,通用性、自動化程度都很高。
劉宇準備弄幾套便宜點的,再加上前段時間在美國底特律,購買的中小型電鋼爐,完全能夠生產優質鋼材,甚至可以製造特種鋼材!
他還購買了大批高精度機床,以及其他工業設備,能生產很多東西,神馬槍支火炮、機械零件、建材軋鋼,包括所有普通鋼製品。
也可以加點鉻,生產不鏽鋼,應用範圍更加廣泛,小到螺絲、菜刀、鋼筋鐵皮、小鋼管;大到火炮、裝甲、鋼構橋梁、鐵路軌道,都在計劃之中。
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相比之下,製造水泥的任務,顯得更加重要,修路、建房、造城池、修築飛機場,都迫切需要水泥,而且需求量非常龐大,短期至少也要百萬噸。
生產普通水泥,原料有五樣,分別是石灰石、石膏、黏土、鐵礦粉、煤炭等等,其中石灰石最多,而石膏最少。
工序,主要是破碎預均化、生料製備均化、預熱分解、熟料的燒製、水泥粉磨包裝構成,需要很大熱量、電力。
電力,主要用於磨粉,因為生料都需要事先磨細,而且燒成以後,要再次將水泥磨成粉,耗電量非常大。
為了提供充足電力,劉宇決定修建一座小型熱電廠,供應工廠、城市電力需求,配合風電機組,以及日後開發的水電機組,進行優勢互補。
西傾山南邊就是黃河,水量四季都比較充沛,建一座中小型水電站,肯定什麼沒問題,甚至不需要大壩。